me, 9 Mai 2018

Chauffage, climatisation et comfort dans un milieu de travail

Dans le nouveaux lieu de travail ekinex, une combination d'installation pour le chauffage et la climatisation, la déshumidification, la ventilation et le renouvellement de l'air à l'intérieur des bâtiments et elle comprend un système à volume de réfrigérant variable, une installation hydronique avec différents types de terminaux et une installation de ventilation et renouvellement de l'air avec récupération énergétique. Le Studio Associato ARTECO de Borgomanero (NO) s'est occupé du projet.

Le système à volume de réfrigérant variable

Pour le chauffage et la climatisation à l'intérieur des bâtiments, un système à volume de réfrigérant variable (VRV) de Daikin a été installé.


Le système est composé par un appareil extérieur combiné en deux modules et plusieurs appareils intérieurs en exécution différente selon la destination.

Appareil extérieur. L'appareil extérieur est à expansion directe, avec inventer sur compresseurs et ventilateurs. La technologie est à volume et température variable du réfrigérant avec fonction de renouvellement du caleur. Le contrôle à inverter règle constamment le volume de réfrigérant utilisé; grâce à ça, le système s'adapte constamment au chargement termique demandé, en évitant de perdre inutilement énergie. Les compresseurs à inventer permettent, en outre, un contrôle precisif de la température du réfrigérant, en réduisant beaucoup les coûts d'exploitation. La force nominale en chauffage arrive à 69 kW et en climatisation arrive à 61,5 kW.

 Appareils intérieurs. Les appareils intérieurs sont à expansion directe en version pour le sol à encaissement et ils s'occupent du chauffage hivernal et de la climatisation estivale à l'intérieur des bâtiments. Grâce à la profondeur rèduite, les appareils ont été intégré directement dans le mobilier des différents milieux, en résultant substantiellement invisibles; leur présence est perceptible seulement par les grilles d’aspiration et de refoulement.Le fonctionnement des appareils intérieurs garantit des niveaux sonores très bas, idéals pour les milieux de travail dans le nouveau lieu de travail ekinex. Le résultat obtenu est tellement satisfaisant que la diffusion sonore, intégrée dans l'installation domotique, peut également être maintenue à niveaux bas, en restant perfectement audible de tous les points du bâtiment. Le contrôle climatique de chaque milieu ou zone est possible par les régulateurs de température d'ambiance ekinex de la série FF e 71 montés au mur.

Exigences particulières ont été en outre satisfaites:
  • dans la chambre climatique, préparée dans les laboratoires pour les textes sur les produits domotiques ekinex en cours de développement, et dans la chambre CED où des kit monosplit, constitués par des appareils intérieurs pour le faux plafond canalisable à prévalence moyenne et un appareil extérieur, ont été installés. Dans le cas du CED, en particulier, le choix est retombé sur un sous-système dédié particulièrement à la climatisation des infrastructure, optimisée pour exporter le caleur produit constamment par les appareillages IT et server.
  • dans la chambre d'archives, où un système dual split incluant deux appareils intérieurs split pour le mur et un appareil extérieur a été installé.
  • l'interface entre l'automation de bâtiment ekinex KNX et le système bus de communication dédié de Daikin a été réalisée par un appareil ekinex CoolMasterNet EK-BQ1-TP qui a un module de communication KNX intégré.
L'installation hydronique

L'installation hydronique comprend des terminaux ventilo-convecteurs et des panneaux radiants pour le sol. Les premiers sont utilisés pour la climatisation estivale, au contraire les deuxièmes sont utilisés pour le chauffage hivernal. Les terminaux de l'installation hydronique sont contrôlés directement par des appareils ekinex KNX.

Les terminaux ventilo-convecteurs

Le besoin de rafraîchir et aérer les grands milieux du rez-de-chaussez a porté à installer les ventilo-convecteurs Sabiana en version pour le sol avec canal et gril de couverture avec possibilité de chemin sur elle; le choix d'appareils cachés a tenu compte, en même temps, des exigences d'esthétique e de fonctionnalité.

Les ventilo-convecteurs sont équipés avec moteurs électroniques à basse consommation énergétique et silence élevé; la présence de ventilateurs tangentiels avec moteur à inventer est idéale pour l'utilisation en combinaison avec les actionneurs ekinex EK-HB1-TP qui mettent à disposition la sortie dédiée avec tension de contrôle 0-10 V. Le réglage de la température d'ambiance est effectuée avec des régulateurs de température d'ambiance ekinex EK-EQ2-TP (série FF) et EK-E72-TP (série 71).

La liaison hydraulique est à deux tubes avec soupape d’arrêt à deux voies; du collecteur à chaque ventilo-convecteur, des tubes en multicouche isolés se sont installés.

Les terminaux à panneaux radiants pour le sol

Pour le chauffage de la zone des bureaux au rez-de-chaussez et du magasin, on a fait appel à un système de panneaux radiants pour le sol en version avec jet de chape de ciment. Cette solution offre un confort optimal dans la saison de chauffage; la pièce centrale du rez-de-chaussez a, en effet, une hauteur qui arrive jusqu'à les couches inclinées de couverture du bâtiment et un système basé exclusivement sur l'échange termique de convection aurait pu causer une certaine stratification de l'air chauffée. Les collecteurs de distribution, en caisse pour installation encastrée au mur, ont été placés en manière pour ne pas compromettre l'esthétique des milieux; la peinture des caisses en la couleur adoptée pour les murs en rend la présence toujours discrète et non invasive.


Pour le contrôle des actionnements électrotermique sur la soupape d'interception intégrées dans les collecteurs se sont utilisés des actionneurs ekinex EK-HE1-TP; la régulation de la température de l'air est faite en combinaison avec des régulateurs de température d'ambiance ekinex EK-EQ2-TP (série FF) et EK-E72-TP (série 71).

Installation de ventilation et renouvellement de l'air

Au cours de la rénovation du bâtiment, toutes les mesures qui sont aujourd'hui essentielles pour atteindre une efficacité énergétique élevée ont été adoptées, comme l'isolation et les portes et fenêtres à haut rendement. L'imperméabilité à l'air du bâtiment qui en a résulté a rendu nécessaire l'intégration de la fonction de ventilation et de rénovation pour assurer une qualité d'air élevée et éviter l'accumulation de microbes, d'allergènes et d'humidité. Trois unités de ventilation avec récupération de chaleur à flux transversal ont été utilisées.

Les unités, également fournies par Daikin, sont intégrées dans le système VRV et sont équipées d'un échangeur de chaleur total air-air à flux transversal (chaleur sensible + chaleur latente), d'un double ventilateur d'alimentation et de retour, d'une section de filtrage et d'un régulateur de vitesse. Dans les conditions les plus favorables, l'unité peut récupérer jusqu'à 81% de la chaleur produite, avec une économie d'énergie d'environ 40%. Grâce aux ventilateurs DC commandés par inverter, les machines offrent une faible consommation d'énergie dans toutes les conditions de fonctionnement.

Pour l'aspiration de l'air extérieur et l'expulsion de l'air traité, le récupérateur est relié à des conduits en tôle d'acier galvanisé. Si la température extérieure descend en dessous de la température intérieure la nuit, il est possible d'activer la fonction free cooling en profitant de l'apport d'air frais extérieur. Le système offre donc une série de fonctions importantes pour intégrer le système de chauffage : 
 
  • la ventilation, avec l'apport d'air extérieur de haute qualité ;
  • la récupération de l'énergie thermique à partir de la chaleur et de l'humidité de l'air expulsé du bâtiment ;
  • traitement thermique de l'air entrant pendant la saison chaude (d'été) (free-cooling de nuit) ;
  • filtration avec élimination de la poussière, de la pollution et des odeurs de l'air.
Le contrôle de la vitesse des unités de ventilation s'effectue au moyen de quatre multicapteurs ekinex EK-ET2-TP capables de détecter la concentration en équivalent CO2 et de gérer les seuils relatifs.

 


Performance énergétique

Le bâtiment, construit en 1945 et situé dans la zone climatique E, a une superficie d'environ 950 m² et un volume brut de plus de 3.775 m³ pour le chauffage et la climatisation. La qualité des choix techniques et des interventions sur les installations qui en résultent a permis d'obtenir une valeur de l'indice global de performance énergétique non renouvelable (EPgl,nren) égale à 56,28 kWh/m² par an. La valeur correspond à la classe énergétique A4 - la plus élevée actuellement disponible - telle qu'indiquée dans le certificat de performance énergétique (APE) délivré par la Région Piémont.

Dans ce cas, le calcul de l'indice a pris en compte :

  • climatisation hivernale;
  • climatisation d'été;
  • roduction d'eau chaude sanitaire;
  • ventilation;
  • l'éclairage artificiel.

A noter également que le bâtiment a un indice de performance des énergies renouvelables (EPgl,ren) de 49,8 kWh/m² par an, grâce à une production annuelle à partir de sources photovoltaïques renouvelables de 17.318 kWh dans des conditions normales.

L'installation d'ekinex

Entre autres fonctions, le système d'automatisation du bâtiment régule le système de climatisation de pièces et de zones individuelles à l'aide des capteurs et actionneurs ekinex ; le système comprend les appareils ekinex KNX suivants :

Pièce

Code

Description

8

EK-AB1-TP

Alimentation bus 640 mA

7

EK-BA1-TP

Coupleur de ligne

1

EK-BC1-TP

Routeur IP

1

EK-BD1-TP

interface USB

3

EK-CF2-TP

Interface de surveillance et de contrôle de charges

66

EK-E12-TP

Bouton-poussoir à 4 canaux Série 71

27

EK-E72-TP

Régulateur de température d'ambiance Série71

2

EK-EB2-TP

Bouton-poussoir à 6 canaux Série FF

6

EK-EC2-TP

écran tactile Touch & See

40

EK-ED2-TP

Bouton-poussoir à 4 canaux Série FF

2

EK-EF2-TP

Touch & See avec bouton à 2 canaux intégrés

9

EK-EP2-TP

Thermostat d'ambiance avec écran LCD

8

EK-EQ2-TP

Thermostat d'ambiance avec écran LCD et capteur d'humidité relative

5

EK-ET2-TP

Multi-capteur pour la température, l'humidité relative et l'équivalent CO2 avec régulateur

26

EK-FA1-TP

Sortie binaire 4 canaux 10A 230Vac

5

EK-FE1-TP

Sortie binaire 8 canaux / Servomoteur de stores 4 canaux

6

EK-GA1-TP

Actionneur-variateur 2 canaux 300W 230Vca 230Vca

11

EK-GC1-TP

Actionneur-variateur LED RGBW PWMCV 4 canaux

1

EK-GF1-TP

Actionneur-variateur LED RGBW 0-10V 4 canaux

9

EK-HB1-TP

Actionneur/Régulateur pour ventilo-convecteurs

5

EK-HE1-TP

Actionneur-contrôleur à 8 canaux pour entraînements électrothermiques

5

EK-MC1-TP

Module de communication KNX - 1Ph

3

EK-SM2-TP

Capteur de mouvement

1

EK-TM1-TP

Horloge digitale / horloge astronomique

Roberto Rocco - R&D ekinex

Ingénieur, passionné de trekking et d'architecture, il travaille depuis des années avec les plus grands éditeurs techniques sur des livres et articles techniques. Dans cet article, il décrit le système d'automatisation du bâtiment d'un nouveau siège social, réalisé avec des systèmes innovants et à la pointe de la technologie. L'accent est mis sur la solution ekinex adoptée pour la thermorégulation des pièces.

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